SYSTÈME ET MÉTHODE D'AIDE À LA CONDUITE POUR VÉHICULE

Abstract

 La présente invention décrit un système et une méthode d'aide à la conduite d'un véhicule (1), ledit système comprenant :
- un dispositif de détermination d'une trajectoire (2) capable de déterminer une trajectoire pour ledit véhicule;
- un dispositif de conduite autonome (3) pour assister ledit conducteur lors de la conduite du véhicule;

ledit système étant caractérisé en ce que le dispositif de conduite autonome (3) est configuré pour réaliser une prise de contrôle progressive d'un contrôle de la direction afin de passer progressivement d'un mode de conduite manuelle dudit véhicule dans lequel un conducteur conduit ledit véhicule, à un mode de conduite automatique dudit véhicule dans lequel ledit dispositif de conduite autonome (3) conduit ledit véhicule d'une manière libre d'une intervention dudit conducteur.

Description

[0001] La présente invention concerne un système et une méthode d'aide à la conduite d'un véhicule configuré pour se déplacer le long d'une voie de circulation prédéfinie et équipée d'une infrastructure, en particulier une infrastructure sol, permettant d'aider un conducteur dudit véhicule à suivre une trajectoire prédéfinie et à accoster des quais répartis à diverses stations ou arrêts. La présente invention concerne en particulier des véhicules utilisés pour les transports en commun, tel que les bus ou les trolleys bus, ladite infrastructure équipant la voie de circulation comprenant par exemple une signalisation peinte sur le sol et définissant une trajectoire bien précise pour ledit véhicule, ce dernier comprenant par exemple un système de vision capable de lire et déterminer la trajectoire définie par ladite infrastructure, i.e. par exemple par ladite signalisation, afin d'assister le conducteur lors de sa conduite dudit véhicule. De tels systèmes d'assistance à la conduite par guidage optique au moyen dudit système de vision sont notamment connus de l'homme du métier.

[0002] Une problématique liée à de tels véhicules est notamment l'accostage aux quais et l'usage de voies de circulation totalement ou partiellement réservées, qu'ils s'agissent de voies en site propre ou en site banalisé. En effet, pour assurer la qualité de service, l'accostage aux quais doit se faire au plus près des quais des stations et doit être le plus précis possible, sans contact avec ledit quai ; d'autre part, la largeur des voies réservées est un des facteurs déterminant pour la vitesse d'exploitation dudit véhicule.

[0003] Afin de résoudre cette problématique, la présente invention propose un système et une méthode d'aide à la conduite d'un véhicule capable d'assister un conducteur lors d'une manoeuvre d'accostage d'un quai ou lors d'un déplacement sur une voie réservée selon le contenu des revendications 1 et 10. Un ensemble de sous-revendications présente également d'autres avantages de l'invention.

[0004] La présente invention concerne un système d'aide à la conduite pour un véhicule, destiné à aider un conducteur à conduire ledit véhicule, par exemple lors d'un accostage d'un quai ou lors de la conduite dudit véhicule sur une voie réservée, ledit système comprenant :

• un dispositif de détermination d'une trajectoire capable de déterminer une trajectoire pour ledit véhicule, notamment à partir d'une infrastructure équipant ladite voie, par exemple une infrastructure sol, ledit dispositif de détermination d'une trajectoire comprenant par exemple une caméra destinée à être installée à l'avant dudit véhicule de façon à prendre des images de la voie équipée de ladite infrastructure et sur laquelle ledit véhicule est destiné à circuler, et étant en particulier capable de déterminer, notamment à partir d'une identification de ladite infrastructure dans les images de la voie, par exemple à partir d'un marquage au sol, une trajectoire pour ledit véhicule ;
• un dispositif de conduite autonome pour assister ledit conducteur lors de la conduite du véhicule, ledit dispositif de conduite autonome étant capable de conduire de manière automatique et autonome (i.e. libre d'une intervention dudit conducteur, par exemple libre d'une intervention du conducteur sur un volant de direction dudit véhicule) ledit véhicule en fonction de ladite trajectoire déterminable par le dispositif de détermination et de façon à le diriger selon ladite trajectoire;

ledit système d'aide à la conduite étant caractérisé en ce qu'il est configuré pour réaliser une prise de contrôle progressive d'un contrôle de la direction, notamment en fonction de la vitesse V(t) du véhicule et/ou d'un écart E(t) entre une position optimale que devrait avoir le véhicule au temps t s'il suivait ladite trajectoire et la position « réelle » dudit véhicule au temps t, afin de passer progressivement d'un mode de conduite manuelle dudit véhicule dans lequel un conducteur conduit ledit véhicule, à un mode de conduite automatique dudit véhicule dans lequel ledit dispositif de conduite autonome conduit ledit véhicule d'une manière libre d'une intervention dudit conducteur. En particulier, le dispositif de conduite autonome est également configuré pour donner (ou rendre) progressivement, notamment en fonction de la vitesse V(t) du véhicule et/ou dudit écart E(t) entre ladite trajectoire prédéfinie et la trajectoire réellement suivie par ledit véhicule au temps t, le contrôle de la direction dudit véhicule audit conducteur afin de passer progressivement du mode de conduite automatique au mode de conduite manuelle.

[0005] En effet, selon la présente invention, le dispositif de conduite autonome est notamment capable de déterminer une vitesse V(t) dudit véhicule, notamment en temps réel, et de prendre progressivement le contrôle de la direction dudit véhicule, ou inversement de rendre progressivement le contrôle dudit véhicule, en fonction de ladite vitesse V(t), i.e. le contrôle du guidage dudit véhicule afin d'assister progressivement la conduite du véhicule entre une vitesse V3 au-dessus de laquelle ledit véhicule est conduit par le conducteur d'une manière libre d'une assistance susceptible d'être fournie par le dispositif de conduite autonome (le véhicule étant dès lors en mode de conduite manuelle) et une vitesse V1 en dessous de laquelle ledit véhicule est conduit par ledit dispositif de conduite autonome d'une manière libre d'une intervention dudit conducteur (le véhicule étant alors en mode de conduite automatique, la conduite étant alors automatisée), avec V1 < V3. Ainsi, pour des vitesses V(t) supérieures à la vitesse V3, le véhicule est conduit et pris en charge à 100% par le conducteur, alors que pour une vitesse V(t) inférieure à V1, le véhicule est conduit et pris en charge à 100% par le dispositif de conduite autonome. A partir de V3 et pour des vitesses V décroissantes jusqu'à V1, le dispositif de conduite autonome est configuré pour prendre progressivement le contrôle de la direction dudit véhicule, de sorte que le contrôle de la direction du véhicule par le dispositif de conduite autonome passe progressivement de 0% à la vitesse V3 à 100% à la vitesse V1 et inversement lors du passage du mode de conduite automatique au mode de conduite manuelle. Selon la présente invention, il existe ainsi une vitesse V2 comprise entre V1 et V3, par exemple V2 ∈ ]V1, V3[, pour laquelle le dispositif de conduite autonome fourni une assistance partielle à la conduite (le véhicule étant alors en mode de conduite assistée), afin de permettre un passage progressif entre une conduite automatique pour des vitesses inférieures ou égales à V1 à une conduite manuelle (i.e. une assistance nulle) pour des vitesses supérieures ou égales à V3, et vice versa. Préférentiellement, V1 est différent de V3. En particulier, lesdites vitesses V1 et V3 sont prédéfinies dans une base de données dudit dispositif de conduite autonome.

[0006] Similairement, le dispositif de conduite autonome est en particulier capable de déterminer un écart E(t) entre une position réelle du véhicule (par exemple la position du milieu d'un essieu directeur par rapport à ses extrémités longitudinales) au temps t et la position optimale que devrait avoir ledit véhicule audit temps t s'il suivait ladite trajectoire définie par l'infrastructure équipant la voie, et de prendre progressivement le contrôle de la direction dudit véhicule, ou inversement de rendre progressivement le contrôle dudit véhicule, en fonction dudit écart E(t), i.e. le contrôle du guidage dudit véhicule afin d'assister progressivement la conduite du véhicule entre un écart E1 en-dessous duquel ledit véhicule est conduit par le conducteur d'une manière libre d'une assistance susceptible d'être fournie par le dispositif de conduite autonome (le véhicule étant dès lors en mode de conduite manuelle) et un écart E3 au-dessus duquel ledit véhicule est conduit par ledit dispositif de conduite autonome d'une manière libre d'une intervention dudit conducteur (le véhicule étant alors en mode de conduite automatique, la conduite étant alors automatisée), notamment de façon à aider le conducteur à réduire la valeur dudit écart E(t) afin que ce dernier devienne inférieur ou égal à E1, avec E1 < E3. Ainsi, pour un écart E(t) supérieurs à E3, le véhicule est conduit et pris en charge à 100% par le dispositif de conduite autonome, alors que pour un écart E(t) inférieur à E1, le véhicule est conduit et pris en charge à 100% par le conducteur. A partir de E3 et pour des écarts E(t) décroissants jusqu'à E1, le dispositif de conduite autonome est configuré pour rendre progressivement le contrôle de la direction dudit véhicule, de sorte que le contrôle de la direction du véhicule par le dispositif de conduite autonome passe progressivement de 100% pour un écart supérieur ou égal E3 à 0% pour un écart inférieur ou égal à E1 et inversement lors du passage du mode de conduite manuelle au mode de conduite automatique. Selon la présente invention, il existe ainsi un écart E2 compris entre E1 et E3, par exemple E2 ∈ ]E1, E3[, pour lequel le dispositif de conduite autonome fourni une assistance partielle à la conduite (le véhicule étant alors en mode de conduite assistée), afin de permettre un passage progressif entre une conduite automatique pour des écarts E(t) supérieurs ou égaux à E3 à une conduite manuelle (i.e. une assistance nulle) pour des écarts E(t) inférieurs ou égaux à E1, et vice versa. Préférentiellement, E1 est différent de E3. En particulier, lesdits écarts E1 et E3 sont prédéfinis dans ladite base de données dudit dispositif de conduite autonome.

[0007] Ainsi, le dispositif de conduite autonome est capable de déterminer une vitesse V(t) dudit véhicule et/ou un écart E(t) pour ledit véhicule, et de prendre progressivement le contrôle de la direction dudit véhicule, ou inversement de rendre progressivement le contrôle dudit véhicule, en fonction de ladite vitesse V(t) et/ou dudit écart E(t).

[0008] En particulier, le dispositif de conduite autonome selon l'invention comprend un système de contrôle de la direction dudit véhicule configuré pour contrôler une orientation d'un essieu directeur dudit véhicule par application d'un couple de forces sur un arbre de direction dudit essieu directeur, de façon à diriger ledit véhicule selon une trajectoire déterminée, par exemple par ledit dispositif de détermination de la trajectoire. Ledit système de contrôle de la direction est en particulier couplé mécaniquement à un arbre ou colonne de direction dirigeant ledit essieu directeur afin d'y appliquer ledit couple de forces et est configuré de façon à pouvoir diriger ledit essieu directeur si et seulement au moins 100% de l'intensité dudit couple de force est appliqué à l'arbre de direction, l'application par ledit système de contrôle d'une intensité inférieure à 100% étant insuffisante pour orienter ledit essieu directeur. En particulier, le système de contrôle de la direction dudit véhicule fonctionne en série avec un système de direction assistée connu de l'homme du métier, ledit système de contrôle de la direction dudit véhicule étant notamment capable de contrôler ledit système de direction assistée. Le contrôle du système de contrôle de la direction par ledit dispositif de conduite autonome permet au dispositif de conduite autonome de gérer le passage progressif entre le mode de conduite automatique et le mode de conduite manuelle. En effet, le dispositif de conduite autonome est en particulier configuré pour déterminer et contrôler l'intensité du couple de forces applicable sur un arbre de direction du véhicule par ledit système de contrôle de la direction en fonction de la vitesse V(t) dudit véhicule et de la détermination d'une trajectoire par ledit dispositif de détermination d'une trajectoire, et/ou dudit écart E(t), afin de diriger ledit véhicule selon ladite trajectoire, l'application dudit couple de force sur l'arbre de direction du véhicule permettant de réduire, soit totalement pour des vitesses inférieures à V1 et/ou des écarts supérieurs à E3, soit partiellement pour des vitesses comprises entre V1 et V3 et/ou des écarts compris entre E1 et E3, l'effort à fournir par le conducteur pour diriger ledit véhicule, par exemple pour tourner le volant de direction dudit véhicule, l'arbre de direction dudit véhicule contrôlant quant à lui l'orientation dudit essieu directeur du véhicule.

[0009] En effet, selon la présente invention, le dispositif de conduite autonome est en particulier capable de comparer la vitesse V(t) dudit véhicule mesurée ou déterminée au temps t aux vitesses V1 et V3, et de calculer un taux T_V d'application dudit couple de forces en fonction de la vitesse V(t) dudit véhicule et en fonction d'une détermination de ladite trajectoire :

• ledit taux T_V étant de 0% pour des vitesses supérieures ou égales à V3 et/ou si aucune trajectoire n'a pu être identifiée et/ou déterminée par le dispositif de détermination d'une trajectoire, i.e. le dispositif de conduite autonome contrôle ledit système de contrôle de la direction de façon à ce que 0% de l'intensité du couple de force applicable à l'arbre de direction pour contrôler la direction dudit véhicule soit appliqué pour des vitesses supérieures ou égales à V3. Dans ce cas, l'effort à fournir par le conducteur pour diriger le véhicule n'est pas réduit et ledit véhicule est alors conduit par le conducteur. Il s'agit du mode de conduite manuelle ;
• ledit taux T_V étant de 100% pour des vitesses inférieures ou égales à V1 et à la condition qu'une trajectoire ait été déterminée par ledit dispositif de détermination d'une trajectoire, i.e. le dispositif de conduite autonome contrôle ledit système de contrôle de la direction de façon à ce que 100% de l'intensité du couple de force applicable à l'arbre de direction soit appliqué pour des vitesses inférieures ou égales à V1. Dans ce cas, l'effort à fournir par le conducteur, par exemple sur le volant de direction, pour diriger le véhicule est totalement réduit, i.e. inexistant, et ledit véhicule est alors conduit par le dispositif de conduite autonome, ledit conducteur n'ayant plus aucun effort à fournir pour la conduite dudit véhicule. Il s'agit du mode de conduite automatique ;
• ledit taux T_V variant en fonction de la vitesse V(t) en prenant des valeurs comprises entre 0 % et 100%, par exemple en prenant des valeurs continuellement croissantes de 0% à 100% pour des vitesses décroissantes de V3-ΔV à V1+ΔV, ΔV étant une vitesse positive inférieure à (V3-V1)/2, le taux T_V étant alors variable et permettant de varier l'intensité du couple de forces entre lesdites vitesses V1 et V3 lorsqu'une trajectoire a été déterminée par ledit dispositif de détermination d'une trajectoire et que la vitesse V(t) du véhicule est comprise entre V1 et V3. En d'autres termes, pour une vitesse V2 comprise dans l'intervalle ]V1+ΔV, V3-ΔV[, le taux T_V sera un pourcentage compris dans l'intervalle [0, 100], préférentiellement compris dans l'intervalle ]0, 100[, i.e. le dispositif de conduite autonome contrôle ledit système de contrôle de la direction de façon à ce que le pourcentage de l'intensité du couple de force applicable à l'arbre de direction soit appliqué audit arbre de direction. Dans ce cas, l'effort à fournir par le conducteur pour diriger le véhicule est partiellement réduit d'un pourcentage équivalent au taux T_V, et ledit véhicule est alors conduit par le conducteur assisté par le dispositif de conduite autonome. L'effort à fournir par le conducteur pour la conduite dudit véhicule est alors déterminé en fonction du taux T_V. Il s'agit du mode de conduite assistée en fonction de la vitesse. Dans un mode particulier de réalisation de la présente invention, ΔV = 0.

[0010] Préférentiellement, le dispositif de conduite autonome est également capable de déterminer en fonction du temps t, notamment en temps réel, et si une trajectoire a été déterminée à partir de ladite infrastructure, ledit écart E(t) entre une position réelle du véhicule et une position optimale définie par la trajectoire déterminée par le dispositif de détermination d'une trajectoire, de comparer l'écart E(t) défini pour ledit véhicule au temps t aux écarts E1 et E3, et de calculer un taux T_E d'application dudit couple de forces en fonction de l'écart E(t) :

• ledit taux T_E étant de 0% pour des écarts inférieurs ou égaux à E1 et/ou si aucune trajectoire n'a pu être identifiée et/ou déterminée par le dispositif de détermination d'une trajectoire, i.e. le dispositif de conduite autonome contrôle ledit système de contrôle de la direction de façon à ce que 0% de l'intensité du couple de force applicable à l'arbre de direction pour contrôler la direction dudit véhicule soit appliqué pour des écarts inférieurs ou égaux à E1. Dans ce cas, l'effort à fournir par le conducteur pour diriger le véhicule n'est pas réduit et ledit véhicule est alors conduit par le conducteur. Il s'agit du mode de conduite manuelle ;
• ledit taux T_E étant de 100% pour des écarts supérieurs ou égaux à E3 et à la condition qu'une trajectoire ait été déterminée par ledit dispositif de détermination d'une trajectoire, i.e. le dispositif de conduite autonome contrôle ledit système de contrôle de la direction de façon à ce que 100% de l'intensité du couple de force applicable à l'arbre de direction soit appliqué pour des écarts supérieurs ou égaux à E3. Dans ce cas, l'effort à fournir par le conducteur, par exemple sur le volant de direction, pour diriger le véhicule est totalement réduit, i.e. inexistant, et ledit véhicule est alors conduit par le dispositif de conduite autonome, ledit conducteur n'ayant plus aucun effort à fournir pour la conduite dudit véhicule. Il s'agit du mode de conduite automatique ;
• ledit taux T_E variant en fonction de l'écart E(t) en prenant des valeurs comprises entre 0% et 100%, par exemple des valeurs continuellement croissantes de 0% à 100% pour des écarts E(t) croissants de E1+ΔE à E3-ΔE, ΔE étant un écart positif inférieur à (E3-E1)/2, le taux T_E étant alors variable et permettant de varier l'intensité du couple de forces appliqué sur l'arbre de direction lorsque l'écart E(t) prend des valeurs comprises entre E1 et E3 et qu'une trajectoire a été déterminée par ledit dispositif de détermination d'une trajectoire audit temps t. En d'autres termes, pour un écart E2 compris dans l'intervalle ]E1+ΔE, E3-ΔE [, le taux T_E sera un pourcentage compris dans l'intervalle [0, 100], préférentiellement compris dans l'intervalle ]0, 100[, i.e. le dispositif de conduite autonome contrôle ledit système de contrôle de la direction de façon à ce que le pourcentage de l'intensité du couple de force applicable à l'arbre de direction soit appliqué audit arbre de direction. Dans ce cas, l'effort à fournir par le conducteur pour diriger le véhicule est partiellement réduit d'un pourcentage équivalent au taux T_E, et ledit véhicule est alors conduit par le conducteur assisté par le dispositif de conduite autonome. L'effort à fournir par le conducteur pour la conduite dudit véhicule est alors déterminé en fonction du taux T_E. Il s'agit du mode de conduite assistée en fonction de l'écart par rapport à ladite trajectoire prédéfinie par l'infrastructure de la voie. Dans un mode particulier de réalisation de la présente invention, ΔE = 0.

[0011] Préférentiellement et avantageusement, le dispositif de conduite autonome est également configuré pour déterminer un taux global T_G en fonction des taux Tv et T_E, par exemple T_G = (T_E + T_V)/2, ou T_G = (T_E · T_V), ou T_G = max.(T_E, T_V) (i.e. T_G = T_E si T_E > Tv, sinon T_G = T_V), chacun des taux s'exprimant en pourcent, en fonction de la détermination au temps t de l'écart E(t) et de la vitesse V(t) par le dispositif de conduite autonome Ledit taux global est en particulier déterminé automatiquement à chaque fois qu'un taux T_V et qu'un taux T_E sont déterminés à un même temps t. Lorsqu'un taux global est déterminé, alors un pourcentage de l'intensité dudit couple de forces équivalent à la valeur du taux global est appliqué à l'arbre de direction. Lorsqu'uniquement le taux T_V, respectivement T_E, est déterminé, alors un pourcentage de l'intensité dudit couple de forces équivalent à la valeur du taux T_V, respectivement T_E, est appliqué à l'arbre de direction.

[0012] La présente invention concerne également une méthode d'aide à la conduite d'un véhicule au moyen du système d'aide à la conduite précédemment décrit, ladite méthode étant destinée à assister un conducteur pour la conduite dudit véhicule, la méthode comprenant :

• une détermination d'une vitesse dudit véhicule par un dispositif de conduite autonome;
• une détermination d'une trajectoire dudit véhicule par un dispositif de détermination d'une trajectoire ;
• une conduite automatique et autonome dudit véhicule au moyen dudit dispositif de conduite autonome si à un temps t, une trajectoire a été déterminée par ledit dispositif de détermination d'une trajectoire et la vitesse dudit véhicule préalablement déterminée est inférieure ou égale à une vitesse V1 prédéfinie et/ou un écart E(t) entre une position optimale dudit véhicule définie par la trajectoire, i.e. s'il suivait ladite trajectoire au temps t, et la position réelle dudit véhicule au temps t, E(t) étant déterminable par le dispositif de conduite autonome, est supérieur ou égal à un écart prédéfini E1, ladite conduite automatique comprenant une commande ou contrôle d'un système de contrôle de la direction par le dispositif de conduite autonome en fonction de ladite trajectoire afin de diriger ou guider ledit véhicule selon ladite trajectoire d'une manière libre d'une intervention dudit conducteur;
• une conduite assistée par ledit dispositif de conduite autonome si audit temps t, une trajectoire a été déterminée par ledit dispositif de détermination d'une trajectoire et la vitesse V(t) dudit véhicule préalablement déterminée est comprise entre V1 et V3 et/ou l'écart E(t) préalablement déterminé est compris entre E1 et E3, ladite conduite assistée comprenant une détermination d'au moins un taux d'application d'un couple de forces sur un arbre de direction dudit véhicule en fonction de la vitesse V(t) et/ou de l'écart E(t) afin de contrôler l'intensité dudit couple de forces appliquée audit arbre de direction, et une commande ou contrôle du système de contrôle de la direction par le dispositif de conduite autonome en fonction de ladite trajectoire et dudit taux afin d'aider le conducteur à diriger ou guider ledit véhicule selon ladite trajectoire en réduisant l'effort à fournir par ledit conducteur lors de sa conduite dudit véhicule ;
• une conduite manuelle, i.e. libre d'une assistance ou d'un contrôle du système de contrôle de la direction par ledit dispositif de conduite autonome dès que la vitesse V dudit véhicule est supérieure à la vitesse V3 prédéfinie et/ou qu'aucune trajectoire n'a pu être déterminée par ledit dispositif de détermination d'une trajectoire et/ou que l'écart E(t) est inférieur à l'écart E1 prédéfini.

[0013] Afin de mieux comprendre la présente invention, des exemples de réalisation et d'application sont fournis à l'aide de:

Figure 1

exemple de réalisation d'un système d'aide à la conduite équipant un véhicule en manoeuvre d'accostage d'un quai selon l'invention.

Figure 2

exemple de réalisation d'un système d'aide à la conduite équipant un véhicule circulant sur une voie de circulation réservée selon l'invention.

Figure 3

illustration de la variation progressive de l'application du taux T_V d'assistance à la conduite fournit par le dispositif de conduite autonome selon l'invention.

Figure 4

illustration de la variation progressive de l'application du taux T_E d'assistance à la conduite fournit par le dispositif de conduite autonome selon l'invention.

[0014] La figure 1 présente schématiquement un véhicule 1, équipé d'un système d'aide à la conduite selon l'invention, accosté auprès d'un quai 12. Ledit système d'aide à la conduite comprenant :

• un dispositif de détermination d'une trajectoire 2 pour le véhicule 1, comprenant par exemple un système optique tel une caméra 21 configurée pour prendre des images d'une voie pourvue d'une infrastructure sol destinée à guider ledit véhicule 1 selon une trajectoire prédéfinie, ladite infrastructure sol consistant par exemple en un marquage apposé sur le sol, ou des bornes, ou tout autre élément permettant une identification d'une trajectoire par le dispositif de détermination d'une trajectoire, comme par exemple des lignes 11 peintes sur ledit sol. Ledit dispositif de détermination d'une trajectoire est capable de déterminer, à partir de ladite infrastructure sol, une trajectoire pour ledit véhicule ;
• un dispositif de conduite autonome 3 capable de conduire et guider de manière autonome ledit véhicule 1 en fonction de ladite trajectoire, ledit dispositif de conduite autonome 3 étant connecté au dispositif de détermination d'une trajectoire 2 afin d'échanger des informations relatives à ladite trajectoire déterminée par ledit dispositif de détermination d'une trajectoire. Ledit dispositif de conduite autonome 3 est de plus connectable à un système de contrôle de la direction 4 afin de contrôler l'intensité d'un couple de forces applicable par ledit système de contrôle de la direction à un arbre de direction dudit véhicule, le contrôle de ladite intensité dudit couple de forces permettant de réduire ou augmenter l'effort que doit fournir le conducteur du véhicule pour diriger, i.e. conduire, ledit véhicule par contrôle de sa direction, par exemple par contrôle d'un essieu directeur 41. En particulier, le dispositif de conduite autonome est également capable de déterminer une vitesse V(t) pour le véhicule ainsi qu'un écart E(t) entre une position réelle du véhicule, par exemple la position du milieu de son essieu directeur, et une position optimale définie par la trajectoire;

la présente invention étant caractérisée en ce que le dispositif de conduite autonome 3 est configuré pour prendre progressivement le contrôle du contrôle de la direction du véhicule 1, notamment à partir d'une vitesse V(t) égale à V3 (voir figure 3) au-dessus de laquelle ledit véhicule est conduit manuellement par le conducteur jusqu'à une vitesse V(t) égale à V1 en-dessous de laquelle ledit véhicule est conduit par ledit dispositif de conduite autonome 3 d'une manière libre d'une intervention du conducteur, et inversement pour donner progressivement le contrôle de la direction dudit véhicule 1 audit conducteur à partir de la vitesse V(t) égale à V1 jusqu'à la vitesse V(t) égale à V3, et/ou à partir d'un écart E(t) égal à E1 (voir figure 4) en-dessous duquel ledit véhicule est conduit manuellement par le conducteur jusqu'à un écart E(t) égale à E3 au-dessus duquel ledit véhicule est conduit par ledit dispositif de conduite autonome 3 d'une manière libre d'une intervention du conducteur, et inversement pour donner progressivement le contrôle de la direction dudit véhicule 1 audit conducteur à partir d'un écart E(t) valant E3 jusqu'à un écart E(t) valant E1.

[0015] En d'autres termes, le dispositif de conduite autonome 3 selon l'invention permet de basculer progressivement, par exemple en fonction de la vitesse V(t) et/ou dudit écart E(t), d'un mode de conduite tout automatique à un mode de conduite manuelle et inversement, en passant par un mode de conduite assistée dans lequel le dispositif de conduite autonome fournit audit conducteur une assistance à la direction dudit véhicule en contrôlant l'intensité d'un couple de forces appliqué à un arbre de direction dudit véhicule par le système de contrôle de la direction 4 pour guider ledit véhicule.

[0016] La figure 2 montre le même véhicule que présenté en figure 1, équipé du système d'aide à la conduite selon l'invention, et circulant sur une voie de circulation réservée délimitée par une infrastructure sol consistant notamment en des lignes 11 peintes sur le sol. Avantageusement, le dispositif de conduite autonome 3 du système d'aide à la conduite selon l'invention est en particulier configuré pour réaliser une prise de contrôle progressive d'un contrôle de la direction, et respectivement pour rendre progressivement le contrôle de la direction, afin de passer progressivement d'un mode de conduite manuelle dudit véhicule lorsque la vitesse V(t) du véhicule au temps t est inférieure à V1 et qu'aucune trajectoire n'a été déterminée par le dispositif de détermination d'une trajectoire 2, à un mode de conduite automatique dudit véhicule si au temps t+Δt, Δt > 0, la vitesse V(t+Δt) est toujours inférieure à V1 et le dispositif de détermination d'une trajectoire 2 a déterminé une trajectoire pour ledit véhicule.

[0017] Egalement, le dispositif de conduite autonome 3 du système d'aide à la conduite selon l'invention est en particulier configuré pour rendre progressivement le contrôle de la direction, afin de passer progressivement d'un mode de conduite automatique dudit véhicule lorsque la vitesse V(t) du véhicule au temps t est inférieure à V1 et qu'une trajectoire a été déterminée par le dispositif de détermination d'une trajectoire 2, à un mode de conduite manuelle dudit véhicule si au temps t+Δt, Δt > 0, la vitesse V(t+Δt) est toujours inférieure à V1, mais que le dispositif de détermination d'une trajectoire 2 est incapable de déterminer une trajectoire pour ledit véhicule audit temps t+Δt.

[0018] En particulier, cette prise de contrôle progressive du contrôle de la direction, ou respectivement la capacité à rendre progressivement le contrôle de la direction, peuvent également être réalisés par ledit dispositif de conduite autonome 3 pour le passage du mode de conduite manuelle au mode de conduite assistée, respectivement inversement, lorsque la vitesse V(t) est comprise entre V1 et V3, et qu'aucune trajectoire n'a été déterminée par le dispositif de détermination d'une trajectoire au temps t et qu'au temps t+Δt, la vitesse V(t+Δt) est toujours comprise entre V1 et V3, et le dispositif de détermination d'une trajectoire 2 a déterminé une trajectoire pour ledit véhicule, respectivement, lorsque la vitesse V(t) est comprise entre V1 et V3, et qu'une trajectoire a été déterminée par le dispositif de détermination d'une trajectoire au temps t et qu'au temps t+Δt, la vitesse V(t+Δt) est toujours comprise entre V1 et V3, mais que le dispositif de détermination d'une trajectoire 2 est incapable de déterminer une trajectoire pour ledit véhicule audit temps t+Δt.

[0019] Le graphique illustré en figure 3 comprend une courbe C allant de V(t) = 0 à V(t) = V_max (i.e. la vitesse maximale pouvant être atteinte par le véhicule 1) et représentant le taux T_V d'application dudit couple de forces exprimé en pourcent en fonction de la vitesse V(t) dudit véhicule 1 exprimée en m/s. Lorsque le taux T_V vaut 100%, i.e. pour des vitesses inférieures à V1, alors 100% de l'intensité du couple de forces est appliqué à l'arbre de direction, permettant alors une conduite automatique par le dispositif de conduite autonome libre d'une intervention du conducteur. Lorsque le taux T_V vaut 0%, i.e. pour des vitesses supérieures à V3, alors 0% de l'intensité du couple de forces est appliqué à l'arbre de direction si bien que la conduite dudit véhicule 1 est uniquement assurée par le conducteur, ledit dispositif de conduite autonome 3 n'intervenant pas pour guider le véhicule ou assister le conducteur pour la conduite dudit véhicule. Le dispositif de conduite autonome est configuré pour contrôler le système de contrôle de la direction 4 afin qu'un taux T_V équivalent à 100% soit appliqué pour les vitesses V(t) inférieures ou égales à V1 si une trajectoire a été déterminée par le dispositif de détermination d'une trajectoire 2, et qu'un taux T_V équivalent à 0% soit appliqué pour les vitesses V(t) supérieures ou égales à V3 qu'une trajectoire ait ou non été déterminée.

[0020] Pour toute vitesse V(t) comprise entre V1 et V3, le dispositif de conduite autonome 3 est configuré pour calculé un taux spécifique T_V à appliquer en fonction de ladite vitesse V(t) de façon à permettre une assistance progressive continue de la conduite du véhicule 1 en mettant en oeuvre un contrôle progressif de la direction dudit véhicule au moyen du système de contrôle de la direction 4. En particulier le taux T_V est calculé selon l'équation suivante :

[0021] Où ΔV est une vitesse supérieure ou égale à 0, V1 est la vitesse seuil inférieure prédéfinie, V3 est la vitesse seuil supérieure prédéfinie, et V(t) est la vitesse du véhicule au temps t. Préférentiellement et pour un parcours urbain, V1 est typiquement compris entre 9.7 m/s et 12.5 m/s, et V3 est typiquement compris entre 11.1 m/s et 13.9 m/s, avec V1 < V3.Préférentiellement et pour un parcours interurbain, V1 est typiquement compris entre 17m/s et 19m/s, et V3 est typiquement compris entre 22m/s et 25m/s. Dans des modes de réalisations particuliers de la présente invention, la vitesse V1 peut être égale à 0 et la vitesse V3 peut être égale à V_max. Dans un autre cas particulier de la présente invention, V1 peut être égale à V3. Avantageusement, ΔV permet de stabiliser le système autour des valeurs seuils des vitesses V1 et V3 en définissant une bande morte autour desdites valeurs seuils.

[0022] La figure 4 présente une courbe F du taux T_E exprimé en pourcent en fonction de l'écart E(t) exprimé en cm. Lorsque le taux T_E vaut 100%, i.e. pour des écarts E(t) supérieurs à E3, alors 100% de l'intensité du couple de forces est appliqué à l'arbre de direction, permettant alors une conduite automatique par le dispositif de conduite autonome libre d'une intervention du conducteur. Lorsque le taux T_E vaut 0%, i.e. pour des écarts inférieurs à E1, alors 0% de l'intensité du couple de forces est appliqué à l'arbre de direction si bien que la conduite dudit véhicule 1 est uniquement assurée par le conducteur, ledit dispositif de conduite autonome 3 n'intervenant pas pour guider le véhicule ou assister le conducteur pour la conduite dudit véhicule. Le dispositif de conduite autonome est configuré pour contrôler le système de contrôle de la direction 4 afin qu'un taux T_E équivalent à 100% soit appliqué pour les écarts E(t) supérieurs ou égaux à E3 si une trajectoire a été déterminée par le dispositif de détermination d'une trajectoire 2, et qu'un taux T_E équivalent à 0% soit appliqué pour les écarts E(t) inférieurs ou égaux à E1 ou si la trajectoire n'a pas été déterminée.

[0023] Pour tout écart E(t) compris entre E1 et E3, le dispositif de conduite autonome 3 est configuré pour calculé un taux spécifique T_E à appliquer en fonction dudit écart E(t) de façon à permettre une assistance progressive continue de la conduite du véhicule 1 en mettant en oeuvre un contrôle progressif de la direction dudit véhicule au moyen du système de contrôle de la direction 4. En particulier le taux T_E est calculé selon l'équation suivante :

[0024] Où ΔE est un écart supérieur ou égal à 0, E1 est un écart seuil inférieur prédéfini, E3 est un écart seuil supérieur prédéfini, et E(t) est l'écart entre la position du véhicule au temps t (par exemple la position du milieu dudit essieu directeur) et une position optimale que devrait avoir ledit véhicule (par exemple une position optimale que devrait avoir ledit milieu dudit essieu directeur) au temps t s'il suivait ladite trajectoire. Préférentiellement E1 est typiquement compris entre 8 cm et 12 cm et vaut préférentiellement 10 cm et E3 est typiquement compris entre 18 cm et 22 cm et vaut typiquement 20 cm. Avantageusement, ΔE permet de stabiliser le système autour des valeurs seuils des écarts E1 et E3 en définissant une bande morte autour desdites valeurs seuils.

[0025] Pour résumé, la présente invention propose une prise en charge progressive de la conduite d'un véhicule par un dispositif de conduite autonome via une commande de l'intensité d'un couple de forces destiné à être appliqué sur un arbre de direction dudit véhicule afin de le diriger, de façon à ce que, au-dessus d'une vitesse seuil V3 et/ou en-dessous d'un écart seuil E1, la conduite du véhicule se fasse en mode manuelle, en-dessous d'une vitesse seuil V1 et/ou au-dessus d'un écart seuil E3, la conduite du véhicule se fasse en mode complètement automatique, et entre les vitesses seuils V1 et V3 et/ou entre les écarts seuils E1 et E3, l'assistance fournie par ledit dispositif de conduite autonome soit progressive afin de passer progressivement du mode de conduite manuelle au mode de conduite automatique et vice versa. L'assistance fournie par ledit dispositif de conduite autonome est donc variable et dépend de la vitesse V(t) dudit véhicule et/ou d'une mesure dudit écart E(t) au temps t.

[0026] Le dispositif de conduite autonome du système d'aide à la conduite selon l'invention se comporte ainsi comme un copilote, ledit dispositif de conduite autonome étant configuré pour appliquer ledit couple de forces sur l'arbre de direction, ou autrement dit sur la colonne de direction, en parallèle d'un couple de forces applicables par le conducteur au même moment (actions simultanées), le pourcentage d'intensité dudit couple de forces généré par le système de contrôle de la direction variant de de 0 à 100% en fonction de la vitesse V(t) du véhicule et/ou dudit écart E(t) au temps t, l'application de 100% de l'intensité du couple de force permettant un contrôle total de la direction par le système de contrôle de la direction, i.e. le système de contrôle de la direction est capable de diriger de manière indépendante et autonome (i.e. libre d'une intervention du conducteur) l'essieu directeur lorsque le pourcentage d'intensité équivaut 100%, alors que le couple de forces appliqué sur l'arbre de direction ne suffit pas pour orienter l'essieu directeur lorsque le pourcentage de l'intensité du couple de forces appliqué est inférieur à 100%, nécessitant dès lors un effort (ou couple de forces) additionnel fourni par le conducteur. Pour toutes vitesses entre 0 et V_max, le dispositif de conduite autonome est configuré pour déterminer un couple de forces optimal à appliquer sur l'arbre de direction ou la colonne de direction pour assurer la conduite autonome dudit véhicule sans écart par rapport à la trajectoire déterminée par le dispositif de détermination d'une trajectoire, ledit couple de forces étant alors pondéré par le taux T_V tel que défini précédemment. Le système de contrôle de la direction se distingue ainsi du système de direction assistée dudit véhicule, puisque le premier permet d'appliquer un couple de forces sur l'arbre de direction en parallèle de l'effort qui est fourni par le conducteur, alors que le second agit en série (en amplificateur) du couple de forces appliqué par le conducteur sur la colonne de direction.

Revendications

1. Système d'aide à la conduite pour un véhicule (1), ledit système comprenant :

- un dispositif de détermination d'une trajectoire (2) capable de déterminer une trajectoire pour ledit véhicule;

- un dispositif de conduite autonome (3) pour assister ledit conducteur lors de la conduite du véhicule;

ledit système d'aide à la conduite étant caractérisé en ce que le dispositif de conduite autonome (3) est configuré pour réaliser une prise de contrôle progressive d'un contrôle de la direction afin de passer progressivement d'un mode de conduite manuelle dudit véhicule dans lequel un conducteur conduit ledit véhicule, à un mode de conduite automatique dudit véhicule dans lequel ledit dispositif de conduite autonome (3) conduit ledit véhicule d'une manière libre d'une intervention dudit conducteur.

2. Système d'aide à la conduite selon la revendication 1, pour lequel le dispositif de conduite autonome (3) est configuré pour rendre progressivement le contrôle de la direction dudit véhicule audit conducteur afin de passer progressivement du mode de conduite automatique au mode de conduite manuelle.

3. Système d'aide à la conduite selon une des revendications 1 ou 2, pour lequel le dispositif de conduite autonome (3) comprend un système de contrôle de la direction (4) dudit véhicule (1) capable de contrôler une orientation d'un essieu directeur dudit véhicule (1) par application d'un couple de forces sur un arbre de direction dudit essieu directeur.

4. Système d'aide à la conduite selon revendication 3, pour lequel le dispositif de conduite autonome (3) est configuré pour déterminer et contrôler une intensité dudit couple de force en fonction d'une vitesse V(t) dudit véhicule et de la détermination d'une trajectoire par ledit dispositif de détermination d'une trajectoire (2) afin de réaliser ladite prise de contrôle progressive ou afin de donner progressivement ledit contrôle.

5. Système d'aide à la conduite selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de conduite autonome (3) comprend une base de données définissant une vitesse V1 et une vitesse V3, ledit dispositif de conduite autonome étant configuré pour comparer ladite vitesse V(t) dudit véhicule (1) au temps t auxdites vitesses V1 et V3, de façon à ce que le mode de conduite manuelle soit réalisé pour des vitesses V(t) supérieures à la vitesse V3, le mode de conduite automatique soit réalisé pour des vitesses V(t) inférieures à la vitesse V1 si une trajectoire a été déterminée par le dispositif de détermination d'une trajectoire (2), et un mode de conduite assisté soit réalisé pour des vitesses V(t) comprises entre V1 et V3 si une trajectoire a été déterminée par le dispositif de détermination d'une trajectoire (2).

6. Système d'aide à la conduite selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de conduite autonome (3) est configuré pour calculer un taux T_V d'application dudit couple de forces, ce taux étant variable pour des vitesses V(t) comprises entre V1 et V3.

7. Système d'aide à la conduite selon la revendication 6, pour lequel le taux T_V varie en fonction de la vitesse V(t) en prenant des valeurs continuellement croissantes de 0% à 100% pour des vitesses décroissantes de V3 à V1.

8. Système d'aide à la conduite selon une des revendications 1-7, pour lequel le dispositif de conduite autonome (3) est configuré pour déterminer et contrôler une intensité dudit couple de force en fonction d'un écart E(t) entre une position réelle du véhicule au temps t et une position optimale dudit véhicule au temps t telle que définie par ladite trajectoire, et la détermination d'une trajectoire par ledit dispositif de détermination d'une trajectoire (2) afin de réaliser ladite prise de contrôle progressive ou afin de donner progressivement ledit contrôle.

9. Système d'aide à la conduite selon revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de conduite autonome (3) comprend une base de données définissant un écart E1 et un écart E3, ledit dispositif de conduite autonome étant configuré pour comparer l'écart V(t) au temps t auxdits écarts E1 et E3, de façon à ce que le mode de conduite manuelle soit réalisé pour des écarts E(t) inférieurs à E1, le mode de conduite automatique soit réalisé pour des écarts E(t) supérieurs à E3 si une trajectoire a été déterminée par le dispositif de détermination d'une trajectoire (2), et un mode de conduite assisté soit réalisé pour des écarts E(t) compris entre E1 et E3 si une trajectoire a été déterminée par le dispositif de détermination d'une trajectoire (2).

10. Système d'aide à la conduite selon une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le dispositif de conduite autonome (3) est configuré pour calculer un taux T_E d'application dudit couple de forces, ce taux étant variable pour des écarts E(t) compris entre E1 et E3.

11. Système d'aide à la conduite selon la revendication 10, pour lequel le taux T_E varie en fonction de l'écart E(t) en prenant des valeurs continuellement croissantes de 0% à 100% pour des écarts E(t) croissants de E1 à E3.

12. Méthode d'aide à la conduite d'un véhicule (1) au moyen d'un système d'aide à la conduite, ladite méthode étant destinée à assister un conducteur pour la conduite dudit véhicule, la méthode comprenant :

- une détermination d'une trajectoire dudit véhicule par un dispositif de détermination d'une trajectoire (2);

- une détermination d'une vitesse V(t) dudit véhicule au temps t par un dispositif de conduite autonome (3) et/ou une détermination d'un écart E(t) entre la position du véhicule au temps t et une position optimale que devrait avoir ledit véhicule s'il suivait ladite trajectoire au temps t ;

- une conduite automatique et autonome dudit véhicule au moyen dudit dispositif de conduite autonome (3) si à un temps t, une trajectoire a été déterminée par ledit dispositif de détermination d'une trajectoire (2) et la vitesse V(t) dudit véhicule préalablement déterminée est inférieure ou égale à une vitesse V1 prédéfinie et/ou l'écart E(t) est supérieur ou égal à un écart E3 prédéfini ;

- une conduite assistée par ledit dispositif de conduite autonome (3) si audit temps t, une trajectoire a été déterminée par ledit dispositif de détermination d'une trajectoire et la vitesse V(t) dudit véhicule préalablement déterminée est comprise entre V1 et V3 et/ou l'écart E(t) est compris entre E1 et E3, V3 et E1 étant respectivement une vitesse prédéfinie et un seuil prédéfini ;

- une conduite manuelle libre d'un contrôle dudit système de contrôle de la direction (4) par ledit dispositif de conduite autonome dès que la vitesse V(t) est supérieure ou égale à une vitesse V3 prédéfinie et/ou qu'aucune trajectoire n'a pu être déterminée par ledit dispositif de détermination d'une trajectoire (2) et/ou l'écart E(t) est inférieur ou égal à E1.

13. Méthode d'aide à la conduite selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite conduite automatique comprend un contrôle d'un système de contrôle de la direction (4) par le dispositif de conduite autonome (3) en fonction de ladite trajectoire afin de diriger ledit véhicule (1) selon ladite trajectoire d'une manière libre d'une intervention dudit conducteur.

14. Méthode d'aide à la conduite selon une des revendications 12 ou 13, selon laquelle ladite conduite assistée comprend une détermination d'un taux T_V d'application d'un couple de forces sur un arbre de direction dudit véhicule en fonction de la vitesse V(t), et/ou une détermination d'un taux T_E d'application d'un couple de forces sur un arbre de direction dudit véhicule en fonction de l'écart E(t), et un contrôle du système de contrôle de la direction (4) par le dispositif de conduite autonome (3) en fonction de ladite trajectoire et dudit taux T_V et/ou T_E afin d'aider le conducteur à diriger ledit véhicule (1) selon ladite trajectoire en réduisant dudit taux T_V si uniquement le taux T_V a été calculé, ou en réduisant dudit taux T_E si uniquement le taux T_E a été calculé, ou en réduisant d'un taux global T_G qui est une fonction de T_E et T_V si chacun des taux T_E et T_V a été calculé, l'effort à fournir par ledit conducteur lors de sa conduite dudit véhicule (1).

Dessins